C 给定指向结构中成员a的指针，编写一个例程，返回指向该结构的指针

这是我在某个论坛上看到的一个采访问题。我一直想弄清楚它是怎么工作的，但我不太明白。有人能解释一下它是怎么工作的吗

问：给定一个指向结构中成员a的指针，编写一个例程返回指向该结构的指针

struct s 
{
   ...
   int a;
   …
};

struct s *get_s_ptr(int *a_ptr)
{
   // implement this.
}

答案是：

struct s* get_s_ptr(int *a_ptr)
{
   return (struct s*)((char*)a_ptr - (int)&((struct s*)0)->a);
}

---

可以使用offsetof宏

struct s* get_s_ptr(int *a_ptr)
{
   return (struct s*)((char*)a_ptr - offsetof(struct s,a) );
}

我迟到了。我的网络连接很慢

它是如何工作的

这里的基本方程（所有算术运算以字节为单位）是

给定

s

的类型、单个编译器和单个目标计算机，他们确定了

a

的字节偏移量-对于s类型的每个结构都是相同的

你被安排在左手边，面试官让你恢复

s

。你可以通过得到一个新的方程式来做到这一点；从两侧减去字节偏移量：

address of struct member s->a - byte offset of a == s

在这个问题中，您得到了

s->a

的地址，但您必须计算字节偏移量。为此，在

s

设置为零的情况下，再次使用原始方程式：

address of struct member s->a where s is zero == zero + byte offset of a 
                                              == byte offset of a

C中的左侧构建如下

struct pointer s where s is zero                            (struct s *)0
struct member s->a where s is zero                          ((struct s*)0)->a
address of s->a where s is zero                             &((struct s*)0)->a

最后步骤：

为了使算术C合法，该字节偏移量被转换为整数

为了确保减法是以字节为单位进行的，

a_ptr

被强制转换为

char*

为了给结果提供正确的类型，将差异转换为

struct s*

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附录：正如Eli Bendersky所指出的，您应该尽量避免使用此代码。几乎总有更好的办法。

答案是：没有。它不起作用，即使乍一看它似乎“起作用”。“应答”试图取消对空指针的引用，从而导致未定义的行为。所以，除非你的“工作”概念包括未定义的行为，否则这个答案是行不通的

这个解决方案还有更多的问题，除了试图解除空指针的失效（尽管仅此一点就足以将“答案”扔进垃圾箱）。另一个问题是

（struct s*）0

的结果是

struct s*

类型的空指针。该语言不保证空指针的实际物理值。If很容易成为类似于

0xBAADFOOD

的东西，这会立即破坏“答案”的预期功能

隐含技术的正确实现将涉及标准的

offsetof

宏（已经在Nyan的回答中提出了，但我将再次重复）

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我认为这会有帮助

/* offsetof example */
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

struct mystruct {
    char singlechar;
    char arraymember[10];
    char anotherchar;
};

int main ()
{
    printf ("offsetof(mystruct,singlechar) is %d\n",offsetof(mystruct,singlechar));
    printf ("offsetof(mystruct,arraymember) is %d\n",offsetof(mystruct,arraymember));
    printf ("offsetof(mystruct,anotherchar) is %d\n",offsetof(mystruct,anotherchar));

    return 0;
}

所以在你的情况下

return (struct s*) ((char *) a_ptr - offsetof(struct s, a));

• 将aptr转换成字符*
• 将

  a

  wrt的偏移量减去

  struct s

• 转换为结构s*
• 返回

  结果ptr

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你在问什么？对不起，我在标题中有问题，但不是帖子本身。现在已修复。同意“NULL”指针。理论上它可能是非零的，这会搞糟一切。但是，没有取消对该指针的引用。如果你看一下“offsetof”的定义，你会看到完全相同的东西。也就是说，写入&（pObj->a）不会取消引用任何内容。因为表达式的结果是地址。这只是一个算术&（pObj->a）与&（*pObj.a）相同。所以，如果pObj为NULL，它将取消对NULL指针的引用。我在这里尝试过：。（（结构s*）0）->a导致seg故障，而&（（结构s*）0）->a导致正确偏移。有什么想法吗？无论如何，offsetof（）可能是最好的方法。@valdo:offsetof在内部做的事与我们无关

offsetof

是标准库组件。就接口而言，它只是C，而它的实现不是C和/或不要求是C。换句话说，在您的C代码中，您可能不允许做完全可以接受的

offsetof

。这里有一个空指针的解引用。运算符

->

是一个解引用。@迈克：你的试验结果只意味着它“工作”在某个平台上。当然，这并不能使它成为C语言中的法律解决方案。您对一段完全错误的、非标准的、通常很糟糕的代码给出了非常详细的解释。

/* offsetof example */
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

struct mystruct {
    char singlechar;
    char arraymember[10];
    char anotherchar;
};

int main ()
{
    printf ("offsetof(mystruct,singlechar) is %d\n",offsetof(mystruct,singlechar));
    printf ("offsetof(mystruct,arraymember) is %d\n",offsetof(mystruct,arraymember));
    printf ("offsetof(mystruct,anotherchar) is %d\n",offsetof(mystruct,anotherchar));

    return 0;
}

offsetof(mystruct,singlechar) is 0
offsetof(mystruct,arraymember) is 1
offsetof(mystruct,anotherchar) is 11

return (struct s*) ((char *) a_ptr - offsetof(struct s, a));